BR102015019863A2 - pre-treated precipitated silica prepared rubber and component tire - Google Patents
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Abstract
resumo: borracha preparada com sílica precipitada pré-tratada e pneu com componente a invenção refere-se a uma composição de borracha preparada com sílica precipitada pré-tratada e pneu com componente compreendido de tal composição de borracha. a composição de borracha é compreendida de pelo menos um elastômero com base em dieno e a referida sílica precipitada pré-tratada juntamente com um pacote de cura de enxofre compreendido de enxofre elementar juntamente com agente de reticulação de 1,6-bis (n,n'-dibeniltiocarbamoilditio)-hexano e acelerador de sulfenamida.abstract: "rubber prepared with pretreated precipitated silica and tire with component" the invention relates to a rubber composition prepared with pretreated precipitated silica and tire with component comprised of such rubber composition. the rubber composition is comprised of at least one diene-based elastomer and said pretreated precipitated silica together with a sulfur curing package comprised of elemental sulfur together with a 1,6-bis (n,n) crosslinking agent α-dibenylthiocarbamoyldithio)-hexane and sulfenamide accelerator.
Description
“BORRACHA PREPARADA COM SÍLICA PRECIPITADA PRÉ-TRATADA E PNEU COM COMPONENTE” Campo da Invenção [001 ]A invenção refere-se a uma composição de borracha preparada com sílica precipitada pré-tratada e pneu com componente compreendida de tal composição de borracha. A composição de borracha é compreendida de pelo menos um elastômero com base em dieno e a referida sílica precipitada pré-tratada juntamente com um pacote de cura de enxofre compreendido de enxofre elementar juntamente com agente de reticulação 1,6-bis (N,N'-dibeniltiocarbamilditio)-hexano e acelerador de sulfenamida.Field of the Invention The invention relates to a pretreated precipitated silica rubber tire composition comprising a component of such a rubber composition. The rubber composition is comprised of at least one diene-based elastomer and said precipitated silica pretreated together with a sulfur cure package comprised of elemental sulfur together with 1,6-bis (N, N ') crosslinking agent. dibenylthiocarbamylditio) hexane and sulfenamide accelerator.
Antecedente da Invenção [002] Composições de borracha para componentes de pneus são frequentemente compreendidas de elastômeros com base em dieno que contém reforço de carga composto de uma combinação de negro de fumo de reforço de borracha e sílica precipitada. Tal sílica precipitada é uma sílica sintética amorfa que contém grupos hidroxila em sua superfície.Background of the Invention Rubber compositions for tire components are often comprised of charge reinforcing diene-containing elastomers composed of a combination of rubber reinforcing carbon black and precipitated silica. Such precipitated silica is an amorphous synthetic silica that contains hydroxyl groups on its surface.
[003] A sílica precipitada com seus grupos hidroxila incluídos é hidrofílica em natureza e a presença dos grupos hidroxila incluídos faz isto ser significativamente mais polar do que elastômeros com base em dieno menos polares contidos na composição de borracha. A polaridade alta das partículas de sílica precipitadas hidrofílicas faz as partículas de sílica ser mais atraentes a outras partículas de sílica precipitadas hidrofílicas (faz uma atração de sílica-sílica alta) contidas em uma composição de borracha e menos atraente aos elastômeros com base em dieno menos polares (menos atração sílica-elastômero) na composição de borracha.Precipitated silica with its included hydroxyl groups is hydrophilic in nature and the presence of the included hydroxyl groups makes this significantly more polar than the less polar diene-based elastomers contained in the rubber composition. The high polarity of hydrophilic precipitated silica particles makes the silica particles more attractive to other hydrophilic precipitated silica particles (makes a high silica silica attraction) contained in a rubber composition and less attractive to less diene-based elastomers. (less silica-elastomer attraction) in the rubber composition.
[004] Portanto, criar uma dispersão eficiente da sílica precipitada hidrofílica altamente polar dentro da composição de borracha contendo elastômero com base em dieno pode ser difícil sem mistura de alto cisalhamento extensa da composição de borracha. Tal dificuldade é bem conhecida aqueles tendo experiência em tal técnica.Therefore, creating an efficient dispersion of the highly polar hydrophilic precipitated silica within the diene-based elastomer-containing rubber composition can be difficult without extensive high shear mixing of the rubber composition. Such difficulty is well known to those having experience in such technique.
[005] Na prática para promover reforço do elastômero com base em dieno na composição de borracha pela sílica precipitada, um acoplador de sílica é normalmente adicionado à composição de borracha. O acoplador de sílica contém uma porção (por exemplo um alcoxissilano) reativa com os grupos hidroxila na sílica precipitada e outra porção diferente (por exemplo um polissulfeto) interativa com o(s) elastômero(s) com base em dieno contida na composição de borracha. A reação de tal acoplador de sílica com grupos hidroxila na sílica precipitada durante a mistura da composição de borracha, portanto um reação in situ dentro da composição de borracha, reduz o teor dos grupos hidroxila na sílica com uma porção de grupos hidroxila não reagidos restantes, para desse modo tornar a sílica precipitada menos polar em natureza e portanto mais dispersível dentro da composição de borracha.In practice to promote reinforcement of the diene-based elastomer in the rubber composition by precipitated silica, a silica coupler is usually added to the rubber composition. The silica coupler contains a portion (e.g. an alkoxysilane) reactive with hydroxyl groups on precipitated silica and a different portion (e.g. a polysulfide) interactive with the diene-based elastomer (s) contained in the rubber composition. . Reaction of such silica coupler with hydroxyl groups on the precipitated silica during mixing of the rubber composition, therefore an in situ reaction within the rubber composition, reduces the content of the hydroxyl groups on the silica with a portion of the remaining unreacted hydroxyl groups, thereby to make the precipitated silica less polar in nature and therefore more dispersible within the rubber composition.
[006] Enxofre com várias combinações de aceleradores de cura de enxofre pode ser usado para curar a sílica precipitada contendo, composição de borracha com base borracha de dieno onde os aceleradores são tipicamente compostos de um acelerador primário juntamente com um acelerador secundário mais ativo para ajudar na iniciação e promover a vulcanização de enxofre. A taxa de cura de enxofre da composição de borracha promovida pelos aceleradores de cura de enxofre é importante em um sentido que deva ser suficiente para promover cura da composição de borracha dentro de um período adequado de tempo porém não deve ser muito rápido para evitar o que é às vezes referido como um “abrasador” indesejado, ou “pré-cura” da composição de borracha.Sulfur with various combinations of sulfur cure accelerators can be used to cure precipitated silica containing, diene rubber based rubber composition where accelerators are typically composed of a primary accelerator along with a more active secondary accelerator to assist. in initiation and promote sulfur vulcanization. The sulfur cure rate of the rubber composition promoted by the sulfur cure accelerators is important in a sense that should be sufficient to promote cure of the rubber composition within an appropriate period of time but should not be too rapid to prevent it. It is sometimes referred to as an unwanted "scorer" or "pre-cure" of the rubber composition.
[007] Representantes de aceleradores de cura de enxofre primários são aceleradores de cura de enxofre primários de sulfenamida. Representantes de tais aceleradores de cura de enxofre primários de sulfenamida são, por exemplo, N-cicloexil benzotiozol-2-sulfonamida, N-dicicloexil benzotiazol-2-sulfenamida e N-terc- butil benzotiazol-2-sulfenamida.Representatives of primary sulfur cure accelerators are sulfenamide primary sulfur cure accelerators. Representatives of such sulfenamide primary sulfur cure accelerators are, for example, N-cyclohexyl benzothiazole-2-sulfonamide, N-dicyclohexyl benzothiazole-2-sulfenamide and N-tert-butyl benzothiazole-2-sulfenamide.
[008] Entretanto, tal sílica precipitada modificada in situ retém um grau de sua polaridade suficiente para atrair uma porção de aceleradores de cura de enxofre adicionados posteriores para desse modo reduzir disponibilidade dos aceleradores de cura de enxofre e taxa associada de cura promovida pelos aceleradores na composição de borracha. Para neutralizar tal redução em taxa de atividade de cura, um acelerador secundário de difenilguanidina mais ativo é adicionado juntamente com o acelerador primário de sulfenamida primária para desse modo aumentar a taxa reduzida de cura da composição de borracha.However, such in situ modified precipitated silica retains a degree of its polarity sufficient to attract a portion of later added sulfur cure accelerators to thereby reduce availability of the sulfur cure accelerators and associated acceleration rate promoted by the accelerators in the soil. Rubber composition. To counteract such a reduction in cure activity rate, a more active secondary diphenylguanidine accelerator is added together with the primary sulfenamide primary accelerator to thereby increase the reduced cure rate of the rubber composition.
[009] Alternativamente, a sílica precipitada hidrofílica polar pode ser pré-tratada com uma agente de acoplamento de sílica antes de sua introdução na composição de borracha para tornar mais hidrofóbica, para desse modo reduzir sua polaridade, tornando menos polar em natureza e tornar mais compatível com e desse modo mais facilmente dispersível dentro da composição de borracha contendo elastômero com base em dieno menos polar.Alternatively, polar hydrophilic precipitated silica may be pretreated with a silica coupling agent prior to its introduction into the rubber composition to make it more hydrophobic, thereby to reduce its polarity, to make it less polar in nature and to make it more polarized. compatible with and thereby more easily dispersible within the less polar diene-based elastomer-containing rubber composition.
[010] É previsto que tal pré-tratamento da sílica precipitada antes da adição à composição de borracha em vez de misturar agente de acoplamento de sílica com a sílica precipitada dentro de uma composição de borracha fornece uma reação mais eficiente do agente de acoplamento com grupos hidroxila na sílica precipitada. Portanto uma maior redução da concentração de grupos de hidroxila na sílica precipitada é fornecida acompanhada por uma maior redução na polaridade da sílica precipitada.Such pretreatment of precipitated silica prior to addition to the rubber composition is expected instead of mixing silica coupling agent with the precipitated silica within a rubber composition provides a more efficient reaction of the coupling agent with groups. hydroxyl on precipitated silica. Therefore a further reduction in the concentration of hydroxyl groups in the precipitated silica is provided accompanied by a further reduction in the polarity of the precipitated silica.
[011] Com a maior redução em polaridade da sílica precipitada pré-tratada, menos acelerador de cura de enxofre é desse modo absorvido sobre a sílica precipitada pré-tratada dentro da composição de borracha durante o processo de mistura de borracha e mais acelerador de enxofre permanece disponível para enxofre curar a composição de borracha que ultimamente promove igualmente uma taxa mais rápida de cura de enxofre da composição de borracha bem como um aumento adverso na formação de densidade de cura enxofre para a composição de borracha. Em um aspecto, tal aumento da atividade de cura de enxofre pode indesejavelmente promover uma taxa de cura excessivamente mais rápida para a composição de borracha em uma temperatura mais baixa em uma extensão que a borracha pode curar pré-enxofre durante a mistura da composição de borracha e antes de uma cura de moldagem e pretendida da composição de borracha. Tal cura de pré-enxofre indesejável da composição de borracha durante seu processo de mistura é às vezes é referido como “abrasador.” Abrasamento da composição de borracha durante mistura é geralmente indesejável como é conhecido por aqueles tendo experiência em tal técnica. O aumento em densidade de cura de enxofre pode adversamente afetar (por exemplo reduzir) o alongamento da borracha curada para quebrar e adversamente reduzir sua resistência ao dilaceramento.With the greater polarity reduction of the pretreated precipitated silica, less sulfur curing accelerator is thus absorbed onto the pretreated precipitated silica within the rubber composition during the rubber plus sulfur accelerating process. It remains available for sulfur cure rubber composition which lately also promotes a faster sulfur cure rate of the rubber composition as well as an adverse increase in sulfur cure density formation for the rubber composition. In one aspect, such increased sulfur curing activity may undesirably promote an excessively faster cure rate for the rubber composition at a lower temperature to the extent that rubber may cure pre-sulfur during mixing of the rubber composition. and prior to a desired molding cure of the rubber composition. Such undesirable pre-sulfur curing of the rubber composition during its mixing process is sometimes referred to as "scorching." Abrasion of the rubber composition during mixing is generally undesirable as is known to those having experience in such a technique. Increasing sulfur cure density may adversely affect (e.g. reduce) the elongation of the cured rubber to break and adversely reduce its tear strength.
[012] Para reduzir promoção de abrasamento indesejado (cura de pré-enxofre) da borracha. Composição durante sua mistura e aumento em densidade de reticulação de enxofre, pode ser facilmente pensada simplesmente eliminar presença do acelerador secundário (por exemplo, a difenilguanidina). Entretanto, tal eliminação do acelerador secundário de difenilguanidina pode adversamente causar uma redução de várias propriedades de borracha curadas.[012] To reduce promotion of unwanted abrasion (pre-sulfur cure) of rubber. Composition during its mixing and increase in sulfur crosslinking density can be easily thought of simply by eliminating the presence of the secondary accelerator (eg diphenylguanidine). However, such elimination of the secondary diphenylguanidine accelerator may adversely cause a reduction in various cured rubber properties.
[013] Desta maneira, um desafio é apresentado para fornecer um sistema de vulcanização de enxofre compreendido de enxofre e acelerador(es) de cura de enxofre, que inclui um acelerador de cura primário de sulfenamida onde uma composição de borracha contém uma sílica precipitada pré-tratada com um acoplador de sílica (pré-tratado antes de sua adição à composição de borracha).Thus, a challenge is presented to provide a sulfur vulcanization system comprised of sulfur and sulfur cure accelerator (s), which includes a primary sulfenamide cure accelerator where a rubber composition contains a pre-precipitated silica. -treated with a silica coupler (pretreated before its addition to the rubber composition).
[014] Portanto, é desejado avaliar uma inclusão de um agente de reticulação para uma composição de borracha compreendida de pelo menos um elastômero com base em dieno e sílica precipitada pré-tratada com acoplador de sílica onde o pacote de cura de enxofre é compreendido de acelerador de cura primário de enxofre e sulfenamida. Tal agente de reticulação para esta avaliação é 1,6-bis (N,N'-dibeniltiocarbamilditio)-hexano.Therefore, it is desired to evaluate an inclusion of a crosslinking agent for a rubber composition comprised of at least one silica coupler-pretreated precipitated silica-diene-elastomer where the sulfur cure package is comprised of sulfur and sulfenamide primary cure accelerator. Such crosslinking agent for this evaluation is 1,6-bis (N, N'-dibenylthiocarbamylditio) hexane.
[015] Na descrição desta invenção, os termos “borracha”, “elastômero” e “polímero elástico” pode ser usado alternadamente a menos que de outra maneira indicado. Os termos “curado” e “vulcanizado” podem ser usados alternadamente a menos que de outra maneira indicado.[015] In the description of this invention, the terms "rubber", "elastomer" and "elastic polymer" may be used interchangeably unless otherwise indicated. The terms "cured" and "vulcanized" may be used interchangeably unless otherwise indicated.
[016] 0 termo “phr” refere-se a partes em peso de um ingrediente por 100 partes em peso de borracha em uma composição de borracha.[016] The term "phr" refers to parts by weight of an ingredient per 100 parts by weight of rubber in a rubber composition.
Sumário e Prática da Invenção [017] De acordo com esta invenção, uma composição de borracha é fornecida compreendida de: (A) 100 partes em peso de pelo menos um elastômero com base em dieno conjugado, (B) carga de reforço compreendida de negro de fumo de reforço de borracha e sílica precipitada, onde a referida sílica precipitada é uma combinação compreendida de uma sílica precipitada pré-tratada com uma agente de acoplamento de sílica, em que o referido agente de acoplamento é compreendido de: (1) Polissulfeto de bis(3-trietoxisililpropil) tendo uma média de cerca de 2 a cerca de 4 conectando átomos de enxofre em sua ponte polissulfídica, ou (2) um alcoxiorganomercaptossilano, e (C) cura de enxofre compreendida de enxofre, agente de reticulação de 1,6-bis (N,N'-dibeniltiocarbamilditio)-hexano e acelerador de cura de enxofre de sulfenamida (primário), exclusivo de acelerador de cura de enxofre de difenil guanidina (secundário) e que desejavelmente excluem aceleradores de cura de enxofre secundários.SUMMARY AND PRACTICE OF THE INVENTION In accordance with this invention, a rubber composition is provided comprising: (A) 100 parts by weight of at least one conjugated diene-based elastomer, (B) reinforcing charge comprised of black precipitated silica rubber reinforcing smoke, wherein said precipitated silica is a combination comprised of a precipitated silica pretreated with a silica coupling agent, wherein said coupling agent is comprised of: (1) bis (3-triethoxysilylpropyl) having an average of about 2 to about 4 connecting sulfur atoms on their polysulfide bridge, or (2) an alkoxyiorganomercaptosilane, and (C) sulfur curing comprised of sulfur, crosslinking agent of 1, 6-bis (N, N'-dibenylthiocarbamylditio) -hexane and sulfenamide sulfur cure accelerator (primary), exclusive of guanidine (secondary) diphenyl sulfur cure accelerator and desirably exclude ac secondary sulfur cure elerators.
[018] Exemplos representativos de aceleradores de cura de enxofre de sulfenamida são compreendidos de, por exemplo, pelo menos um de N-terc-butil benzotiazol-2-sulfenamida, N-oxidietileno benzotiazol-2-sulfenamida, N-cicloexil benzotiazol-2-sulfenamida e N-terc-benzotiazol-2-sulfenamida, preferivelmente compreendido de N-cicloexil benzotiazol-2-sulfenamida ou N-terc-butil-2-benzotiazol sulfenamida e mais desejavelmente N-cicloexil benzotiazol-2-sulfenamida que desejavelmente exclui aceleradores de cura de enxofre secundários.Representative examples of sulfenamide sulfur cure accelerators are comprised of, for example, at least one of N-tert-butyl benzothiazole-2-sulfenamide, N-oxyethylene benzothiazole-2-sulfenamide, N-cyclohexyl benzothiazole-2 -sulfenamide and N-tert-benzothiazol-2-sulfenamide, preferably comprised of N-cyclohexyl benzothiazol-2-sulfenamide or N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfenamide and more desirably N-cyclohexyl benzothiazole-2-sulfenamide which desirably excludes accelerators sulfur curing agents.
[019] Em uma modalidade, a composição de borracha não contém (é exclusivo de) outros aceleradores de vulcanização de enxofre, particularmente aceleradores de cura de enxofre secundários tal como, por exemplo, a difeniguanidina mencionada acima, bem como dissulfeto de tetrametil tiuram, monossulfeto de tetrametil tiruam, dimetilditiocarbamato de zinco, dissulfeto de tetraisobutil tiruam, monossulfeto de tetraisobutil tiuram, dissulfeto de tetrabenil tiuram, didibenilditiocarbamato de zinco e di-o-toliguanidina.[019] In one embodiment, the rubber composition does not contain (exclusive of) other sulfur vulcanization accelerators, particularly secondary sulfur cure accelerators such as, for example, the dipheniguanidine mentioned above, as well as tetramethyl thiulfide disulfide, tetramethyl monosulfide tiruam, zinc dimethyl dithiocarbamate, tetraisobutyl disulphide, tetraisobutyl tiuram monosulfide, tetrabenyl tiuram disulfide, zinc didibenyl dithiocarbamate and di-o-toliguanidine.
[020] Em outro acordo com esta invenção, um pneu é fornecido contendo um componente compreendido de tal composição de borracha, particularmente uma composição de borracha curada por enxofre.In another agreement with this invention, a tire is provided containing a component comprised of such a rubber composition, particularly a sulfur cured rubber composition.
[021 ]É pretendido que a composição de borracha é exclusiva de borracha de tipo butila, particularmente copolímeros de isobutileno com um teor secundário de hidrocarboneto(s) de díene tal como por exemplo isopreno e borracha de butila halogenada.The rubber composition is intended to be exclusive of butyl rubber, particularly isobutylene copolymers with a secondary content of diene hydrocarbon (s) such as for example isoprene and halogenated butyl rubber.
[022] Na prática, vários elastômeros com base em dieno conjugados podem ser usados para a composição de borracha tal como, por exemplo, polímeros e copolímeros de pelo menos um de isopreno e 1,3-butadieno e de estireno copolimerizado com pelo menos um de isopreno e 1,3-butadieno.In practice, various conjugated diene-based elastomers may be used for the rubber composition such as, for example, polymers and copolymers of at least one isoprene and 1,3-butadiene and copolymerized styrene with at least one. isoprene and 1,3-butadiene.
[023] Representantes de tais elastômeros com base em dieno comjugados são, por exemplo compreendidos, de pelo menos um de cis 1,4-poliisopreno (natural e sintético), cis 1,4-polibutadieno, copolímeros de estireno/butadieno (polimerização de emulsão aquosa preparada e polimerização de solução de solvente orgânico preparada), vinil polibutadieno médio tendo um teor de 1,2-vinila em uma faixa de cerca de 15 a cerca de 90 por cento, copolímeros de isopreno/butadieno, terpolímeros de estireno/isopreno/butadieno.Representatives of such conjugated diene-based elastomers are, for example, comprised of at least one of cis 1,4-polyisoprene (natural and synthetic), cis 1,4-polybutadiene, styrene / butadiene copolymers (polymerization of prepared aqueous emulsion and prepared organic solvent solution polymerization), medium polybutadiene vinyl having a 1,2-vinyl content in a range of about 15 to about 90 percent, isoprene / butadiene copolymers, styrene / isoprene terpolymers / butadiene.
[024] Representantes de elastômeros funcionalizados são, por exemplo, elastômeros de estireno/butadieno contendo um ou mais grupos funcionais compreendidos de (A) grupo funcional amina reativo com grupos hidroxila na referida sílica precipitada, (B) grupo funcional silóxi, incluindo grupos silóxi de cadeia final, reativos com grupos hidroxila na referida sílica precipitada, (C) combinação de grupos funcionais amina e silóxi reativos com grupos hidroxila na referida sílica precipitada, (D) combinação de grupos funcionais tiol e silóxi (por exemplo etoxissilano) reativos com grupos hidroxila na referida sílica precipitada, (E) combinação de grupos funcionais imina e silóxi reativos com grupos hidroxila na referida sílica precipitada, (F) Grupos funcionais hidroxila reativos com a referida sílica precipitada.Representatives of functionalized elastomers are, for example, styrene / butadiene elastomers containing one or more functional groups comprised of (A) amine functional group reactive with hydroxyl groups on said precipitated silica, (B) siloxy functional group, including siloxy groups reactive with hydroxyl groups on said precipitated silica, (C) combination of reactive amine and siloxy functional groups with said hydroxyl groups on said precipitated silica, (D) combination of thiol and siloxy (e.g. ethoxysilane) reactive groups with hydroxyl in said precipitated silica, (E) combination of reactive imine and siloxy functional groups with hydroxyl groups in said precipitated silica, (F) reactive hydroxyl functional groups with said precipitated silica.
[025] Para os elastômeros funcionalizados, representante de elastômeros de SBR funcionalizados por amina são, por exemplo, elastômeros de SBR funcionalizados em cadeia mencionados em Patente U.S. No. 6,936,669.For functionalized elastomers, representative of amine functionalized SBR elastomers are, for example, chain functionalized SBR elastomers mentioned in U.S. Patent No. 6,936,669.
[026] Representantes de uma combinação de elastômeros de SBR[026] Representatives of a combination of SBR elastomers
funcionalizados por amino-silóxi com um ou mais grupos amino-silóxi conectados ao elastômero é, por exemplo, HPR355™ (de JSR e elastômeros de SBR funcionalizados por amino-silóxi mencionados em Patente U.S. No. 7,981,966.amino-siloxide-functionalized with one or more amino-siloxy groups attached to the elastomer is, for example, HPR355 ™ (from JSR and amino-siloxy-functionalized SBR elastomers mentioned in U.S. Patent No. 7,981,966.
[027] Elastômeros de estireno/butadieno representativos finais funcionalizados com um grupo silano-sulfeto são, por exemplo, mencionados em Patente US Nos. 8,217,103 e 8,569,409.Final representative styrene / butadiene elastomers functionalized with a silane sulfide group are, for example, mentioned in US Patent Nos. 8,217,103 and 8,569,409.
[028] Elastômeros acoplados por estanho podem da mesma forma ser usados, tal como, por exemplo, polimerização de solução orgânica acoplada por estanho preparou copolímeros de estireno/butadieno, copolímeros de isopreno/butadieno, copolímeros de estireno/isopreno, polibutadieno e terpolímeros de estireno/isopreno/butadieno incluindo os elastômeros de estireno/butadieno funcionalizados mencionados acima.Tin-coupled elastomers may likewise be used, such as, for example, polymerization of tin-coupled organic solution has prepared styrene / butadiene copolymers, isoprene / butadiene copolymers, styrene / isoprene copolymers, polybutadiene and terpolymers. styrene / isoprene / butadiene including the functionalized styrene / butadiene elastomers mentioned above.
[029] Sílica amorfa sintética geralmente empregada, ou pigmentos de silício, usado em aplicações de composto de borracha pode ser usada como a síiica precipitada para esta invenção.Generally employed synthetic amorphous silica, or silicon pigments, used in rubber compound applications may be used as the precipitated silica for this invention.
[030] Os agregados de síiica precipitados empregados nesta invenção são tipicamente obtidos pela acidificação de um silicato solúvel, por exemplo, silicato de sódio e pode incluir síiica coprecipitada e uma quantidade secundária de alumínio.The precipitated silica aggregates employed in this invention are typically obtained by acidifying a soluble silicate, for example sodium silicate, and may include coprecipitated silica and a secondary amount of aluminum.
[031] Tais sílicas poderíam normalmente ser caracterizadas, por exemplo, tendo uma área de superfície de BET, como medida usando gás nitrogênio, preferivelmente na faixa de cerca de 40 a cerca de 600, e mais normalmente em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 300 metros quadrados por grama. O método de BET de medir área de superfície é descrito no Journal of the American Chemical Societv, Volume 60, (1938), bem como ASTM D5604 para síiica precipitada.Such silicas could normally be characterized, for example, having a surface area of BET, as measured using nitrogen gas, preferably in the range from about 40 to about 600, and more usually in a range from about 50 to about 60. about 300 square meters per gram. The BET method of measuring surface area is described in the Journal of the American Chemical Society, Volume 60, (1938), as well as ASTM D5604 for precipitated silica.
[032] A síiica pode da mesma forma tipicamente ser caracterizada, por exemplo, tendo-se um valor de absorção de dibutilftalato (DBP) em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 400 cc/100g, e mais normalmente cerca de 100 a cerca de 300 cc/1 OOg (ASTM D2414).The silica can likewise typically be characterized, for example, by having a dibutyl phthalate (DBP) absorption value in the range of about 50 to about 400 cc / 100g, and more usually about 100 to about 300 cc / 100 g (ASTM D2414).
[033] Várias sílicas precipitadas comercialmente disponíveis podem ser consideradas para uso nesta invenção tal como, apenas por exemplo aqui, e sem limitação, sílicas de PPG Industries sob a marca registrada de Hi-Sil com designações tal como Hi-Sil 210, Hi-Sil 243, etc.; sílicas de Solvay como por exemplo, Zeosil 1165MP; sílicas de Evonic com, por exemplo, designações VN2 e VN3, bem como outros graus de sílica, particularmente sílicas precipitadas que podem ser usadas para reforço de elastômero.Various commercially available precipitated silicas may be considered for use in this invention such as, for example only here, and without limitation, PPG Industries silicas under the trademark of Hi-Sil with designations such as Hi-Sil 210, Hi- Sil 243, etc .; Solvay silicas such as Zeosil 1165MP; Evonic silicas with, for example, VN2 and VN3 designations, as well as other grades of silica, particularly precipitated silicas which may be used for elastomer reinforcement.
[034] Vários agentes de acoplamento podem ser usados se desejado para ajudar no acoplamento da sílica precipitada (por exemplo a sílica precipitada contendo grupos hidroxila em sua superfície) incluindo, por exemplo, agentes de acoplamento compreendidos de polissulfeto de bis(3-trietoxisililpropila) contendo uma média de cerca de 2 a cerca de 4, alternadamente de cerca de 2 a cerca de 2,6 e alternadamente de cerca de 3,4 a cerca de 3,8, conectando átomos de enxofre em sua ponte polissulfídica, e compreendido de alcoxiorganomercaptossilanos.Various coupling agents may be used if desired to assist in the coupling of precipitated silica (e.g. precipitated silica containing hydroxyl groups on its surface) including, for example, bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide coupling agents containing an average of from about 2 to about 4, alternately from about 2 to about 2.6 and alternately from about 3.4 to about 3.8, connecting sulfur atoms on their polysulfide bridge, and comprised of alkoxyorganomercaptosilanes.
[035] Exemplos representativos de vários acopladores de sílica de alcoxiorganomercaptossilano são, por exemplo e não pretendidos ser limitantes, trietóxi mercaptopropil silano, trimetóxi mercaptopropil silano, metil dimetóxi mercaptopropil silano, metil dietóxi mercaptopropil silano, dimetil metóxi mercaptopropil silano, trietóxi mercaptoetil silano, e tripropóxi mercaptopropil silano.Representative examples of various alkoxiorganomercaptosilane silica couplers are, for example and not intended to be limiting, triethoxy mercaptopropyl silane, trimethoxy mercaptopropyl silane, methyl dimethoxy mercaptopropyl silane, methyl diethoxy mercaptopropyl silane, dimethyl methoxy mercaptopropyl silane triethoxy silane, triethoxy mercaptopropyl silane, tripropoxy mercaptopropil silane.
[036] É facilmente entendido por aqueles tendo experiência na técnica que a composição de borracha seria composta por métodos geralmente conhecidos na técnica de composição de borracha, tal como misturar as várias borrachas constituintes vulcanizáveis por enxofre com vários materiais aditivos geralmente usados incluindo o enxofre mencionado acima e curativos de N-cicloexil-2-benzotiazolsulfenamida juntamente com um acelerador de cura de sulfenamida enxofre.It is readily understood by those having experience in the art that the rubber composition would be composed of methods generally known in the rubber composition art, such as mixing the various sulfur vulcanizable constituent rubbers with various commonly used additive materials including the mentioned sulfur. above and N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamide dressings together with a sulfenamide sulfur cure accelerator.
[037] Vários aditivos de processamento podem ser usados, onde apropriado, tal como por exemplo, óleos de processamento de borracha, várias resinas incluindo resinas de pegajosidade, pigmentos, plastifícantes, ácidos graxos, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e anti-ozonizadores, agentes peptizantes e reforçar materiais de carga tal como, por exemplo, o negro de fumo de reforço de borracha mencionado acima e sílica precipitada. Como conhecido por aqueles versados na técnica, dependendo do uso pretendido do material vulcanizável por enxofre e vulcanizado por enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados quando apropriado e geralmente usados em quantidades convencionais.Various processing additives may be used, where appropriate, such as, for example, rubber processing oils, various resins including sticky resins, pigments, plasticizers, fatty acids, zinc oxide, waxes, antioxidants and anti-ozonizers. , peptizing agents and reinforcing filler materials such as, for example, the above mentioned rubber reinforcing carbon black and precipitated silica. As known to those skilled in the art, depending upon the intended use of sulfur vulcanizable and sulfur vulcanized material (rubbers), the additives mentioned above are selected where appropriate and generally used in conventional amounts.
[038] Quantidades típicas de resinas pegajosas, se usadas, podem, por exemplo, compreender cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, normalmente cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de ajudas de processamento, se usadas, podem compreender, por exemplo de cerca de 1 a cerca de 50 phr. Tais ajudas de processamento podem incluir, por exemplo e quando apropriado, óleos de processamento aromáticos, naftênicos, e/ou parafínicos. Quantidades típicas de antioxidantes onde usadas podem compreender, por exemplo, cerca de 1 a cerca de 5 phr. Antioxidantes representativos podem ser, por exemplo difenil-p-fenilenodiamina e outros, tal como, por exemplo, aqueles descritos em The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Páginas 344 a 346. Quantidades típicas de anti-ozonizantes onde usados podem compreender por exemplo cerca de 1 a 5 phr. Quantidades típicas de ácidos graxos, se usados pode incluir ácido esteárico e mais geralmente combinações de ácido esteárico com um ou mais de ácido palmítico e ácido oléico e pode compreender, por exemplo, de cerca de 0,5 a cerca de 3 phr. Quantidades típicas de óxido de zinco podem compreender, por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 10 phr. Quantidades típicas de ceras, tal como por exemplo cera microcristalina onde usada pode compreender, por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de peptizantes onde usado podem compreender, por exemplo, de cerca de 0,1 a cerca de 1 phr.Typical amounts of sticky resins, if used, may, for example, comprise about 0.5 to about 10 phr, usually about 1 to about 5 phr. Typical amounts of processing aids, if used, may comprise, for example, from about 1 to about 50 phr. Such processing aids may include, for example and where appropriate, aromatic, naphthenic, and / or paraffinic processing oils. Typical amounts of antioxidants where used may comprise, for example, from about 1 to about 5 phr. Representative antioxidants may be, for example, diphenyl-p-phenylenediamine and others, such as, for example, those described in The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Pages 344 to 346. Typical amounts of anti-ozonants where used may comprise for example about from 1 to 5 phr. Typical amounts of fatty acids, if used may include stearic acid and more generally combinations of stearic acid with one or more palmitic acid and oleic acid and may comprise, for example, from about 0.5 to about 3 phr. Typical amounts of zinc oxide may comprise, for example, from about 1 to about 10 phr. Typical amounts of waxes, such as for example microcrystalline wax where used may comprise, for example, from about 1 to about 5 phr. Typical amounts of peptides where used may comprise, for example, from about 0.1 to about 1 phr.
[039] A presença e quantidades dos aditivos acima não são consideradas ser um aspecto da invenção presente, a menos que de outra maneira indicado aqui.[039] The presence and quantities of the above additives are not considered to be an aspect of the present invention unless otherwise indicated herein.
[040] A mistura da composição de borracha pode ser realizada por métodos conhecidos aqueles tendo experiência na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes são tipicamente misturados em pelo menos dois estágios, isto é, pelo menos um estágio de mistura não produtivo sequencial segudo por um estágio de mistura produtivo. As curas finais (acelerador de cura de enxofre e sulfenamida) são tipicamente misturadas no estágio de mistura final que é convencionalmente chamado o estágio de mistura “produtivo” em que a mistura tipicamente ocorre em uma temperatura, ou última temperatura, abaixo daquelas temperatura(s) de mistura que o(s) estágio(s) de mistura não produtivo(s) anterior(es). Os termos “não produtivo” e “produtivo” [041]Enquanto certas modalidades representativas e detalhes foram mostrados para propósito de ilustrar a invenção, será aparente aquele versado nesta técnica que várias mudanças e modificações podem ser feitas aqui sem partir do espírito ou escopo da invenção. REIVINDICAÇÕES:Mixing of the rubber composition may be carried out by methods known to those having experience in the rubber mixing technique. For example, the ingredients are typically mixed in at least two stages, i.e. at least one sequential non-productive mixing stage followed by a productive mixing stage. Final cures (sulfur and sulfenamide cure accelerator) are typically blended into the final blending stage which is conventionally called the "productive" blending stage where blending typically occurs at a temperature, or last temperature, below those temperature (s). ) than the previous non-productive mixing stage (s). The terms "non-productive" and "productive" [041] While certain representative embodiments and details have been shown for the purpose of illustrating the invention, it will be apparent to one skilled in the art that various changes and modifications may be made herein without departing from the spirit or scope of the invention. invention. CLAIMS:
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